Dipol-dipolbindning
Niklas Dahrén
Dipol-dipolbindning är en intermolekylär
bindning
Kovalent bindning Polär kovalent bindning Intramolekylära bindningar Jonbindning Kemisk bindning Dipol-‐
dipolbindning Vätebindning Intermolekylära bindningar van der Waalsbindning (Londonkra?er) Jon-‐
dipolbindning Metallbindning De intermolekylära bindningarna är olika starka
Starkast bindning Jon-‐dipolbindning -‐ + -‐ Vätebindning + -‐ + -‐ Dipol-‐dipolbindning + -‐ van der Waals-‐bindning + -‐ Svagast bindning (Londonkra?er) + -‐ + -‐ Dipoler är molekyler som har en positiv och
negativ laddad sida (polära ämnen)
ü  Väteklorid är en dipol: Kloratomen är mer elektronegaCv jämfört med väteatomen och kommer därför aIrahera de gemensamma bindningselektronerna mer. Elektronerna förskjuts därmed mot kloratomen vilket gör aI kloratomen blir lite negaCvt laddad medan väteatomen (som ”förlorar” elektroner) blir lite posiCvt laddad. Vi har då fåI en dipol. ü  Dipoler kallas också för polära ämnen. Dipol + Dipol -‐ Vattenmolekylen är en dipol
ü  Syreatomen är mer elektronega8v jämfört med väte och aIraherar därför de gemensamma bindningselektronerna mer än vad resp. väteatom gör. ü  En laddningsförskjutning uppstår därmed i vaIenmolekylen vilket gör aI vaIenmolekylen blir en dipol. ü  Den vinklade formen är också avgörande för aI vaIenmolekylen ska bli en dipol (men mer om det senare!) Bildkälla: "Dipoli acqua" by Riccardo RovineT -‐ Own work. Licensed under CC BY-‐SA 3.0 via Commons -‐ hIps://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dipoli_acqua.png#/media/
File:Dipoli_acqua.png + -‐ + -‐ + -‐ + -‐ + -‐ + -‐ + -‐ + -‐ + -‐ + -‐ + -‐ + -‐ + -‐ + -‐ + -‐ + -‐ Dipol-dipolbindning uppstår genom
elektrostatisk attraktion mellan dipoler
Dipol-dipolbindning mellan 2
vätekloridmolekyler
ü  Kloratomen är mer elektronega8v jämfört med väteatomen och kommer därför aIrahera de gemensamma bindningselektronerna mer. Elektronerna förskjuts därmed mot kloratomen vilket gör aI kloratomen blir lite negaCvt laddad medan väteatomen (som ”förlorar” elektroner) blir lite posiCvt laddad. Vi har då fåI en dipol. ü  Dipoler binder 8ll varandra e?ersom den negaCva sidan av en dipol aIraheras av den posiCva sidan av en annan dipol och tvärtom. Det kallas för elektrostaCsk aIrakCon. + -‐ Dipol Dipol Dipol-‐dipolbindning Vad krävs för att en molekyl ska bli en dipol?
1.  Minst 1 polär kovalent bindning måste ﬁnnas annars uppstår inga posi8va och nega8va laddningar i molekylen: I polära kovalenta bindningar är bindningselektronerna förskjutna mot den atom som är mest elektronegaCv. Det medför aI den atom som elektronerna förskjuts mot blir lite negaCvt laddad medan den atom som ”förlorar” elektroner blir lite posiCvt laddad. Utan polära kovalenta bindningar uppstår inte dessa posiCva och negaCva laddningar i molekylen och då blir inte molekylen en dipol. I molekyler som enbart består av 2 atomer räcker det aI deIa kriterium är uppfyllt för aI molekylen ska vara en dipol. I molekyler med ﬂer än 2 atomer måste vi även ta hänsyn Cll kriterium nr. 2 (se nedan). 2.  Molekylen måste ha en osymmetrisk struktur så aI inte centrum för de posi8va och nega8va laddningarna sammanfaller: Osymmetrisk struktur innebär i deIa fall aI de polära kovalenta bindningarna (och därmed de olika laddningarna) måste vara ojämnt fördelade runt den centrala atomen så aI inte centrum för de posiCva och negaCva laddningarna hamnar på samma plats i molekylen. Annars kommer laddningarna ta ut varandra och då får vi ingen tydlig posiCv resp. negaCv sida av molekylen (ingen dipol). Symmetriska vs. osymmetriska molekyler
ü  Exempel på symmetriska molekyler (ej dipoler): ü  Exempel på osymmetriska molekyler (dipoler): De polära kovalenta bindningarna (och därmed de olika laddningarna) är jämnt fördelade runt den centrala atomen. De posi=va resp. nega=va laddningarnas centrum hamnar då på samma plats i molekylen vilket gör a@ molekylen inte blir någon dipol. De polära kovalenta bindningarna (och därmed de olika laddningarna) är ojämnt fördelade runt den centrala atomen. De posi=va resp. nega=va laddningarnas centrum hamnar därmed på olika platser i molekylen vilket gör a@ molekylen blir en dipol. Obs. Kom ihåg att molekylerna har 3D-struktur
Vi ritar oMa molekylerna i 2D-‐struktur: Egentligen har molekylerna en 3D-‐struktur: Molekyler med ”4 ben” har en s.k. tetraedrisk form. Uppgift:
Är ammoniak (NH3) resp. tetraklormetan (CCl4) dipoler?
Fria elektroner som repellerar bindnings-‐
elektronerna och skapar en osymmetrisk struktur (ojämn fördelning av de polära kovalenta bindningarna runt kväveatomen). Ammoniak Alla bindningar är polära kovalenta eBersom N har högre elektronega=vitet jämfört med kol. H N H
H
+ Tetraklormetan Cl Cl C Cl Cl Alla bindningar är polära kovalenta eBersom Cl har högre elektronega=vitet jämfört med kol. Inga fria elektroner på den centrala atomen Lösning: ingående atomer får ädelgasstruktur (de 1.  Rita elektronformeln för resp. molekyl så aI alla fria valenselektronerna på kloratomerna kan hoppas över). 2.  Finns det polära kovalenta bindningar i molekylerna? Svar: Ja, i båda molekylerna. 4.  Vart är centrum för de posiCva resp. negaCva laddningarna? Ammoniak -‐ H N + H
H
+ Cl -‐ Cl C + Cl Cl Ej dipol + Slutsats: Ammoniak är en dipol p.g.a. polära kovalenta bindningar och en osymmetrisk struktur som PosiCv ände 5. 
-‐ -‐ + NegaCv ände Tetraklormetan gör aI centrum för de posiCva och negaCva laddningarna hamnar på olika platser i molekylen. I tetraklormetan hamnar däremot centrum för laddningarna på samma plats p.g.a. den symmetriska strukturen. Tetraklormetan är därför ingen dipol. Uppgift:
Är nedanstående ämnen dipoler?
-‐ + CH4 + CH3Cl -‐ CHCl3 Svar: Nej Svar: Ja Svar: Ja 2. 
2. 
2. 
1. 
Inga polära kovalenta bindningar. Symmetrisk struktur. + 1. 
1 polär kovalent bindning. Osymmetrisk struktur. 1. 
3 polära kovalenta bindningar. Osymmetrisk struktur. Jämförelse mellan vatten och koldioxid
ü  VaIenmolekylen är en dipol (= polär) p.g.a. den vinklade strukturen: VaIenmolekylen har på den centrala syreatomen fria elektroner som repellerar bindningselektronerna. VaIenmolekylen blir därför vinklad. De polära kovalenta bindningarna i vaIenmolekylen siIer då osymmetriskt i förhållande Cll varandra (ojämnt fördelade runt den centrala syreatomen). Centrum för de posiCva och negaCva laddningarna hamnar tack vare deIa på olika platser i molekylen vilket gör aI vaIenmolekylen är en dipol. ü  Koldioxidmolekylen är ingen dipol (= opolär) p.g.a. den raka strukturen: Koldioxidmolekylen har precis som vaIenmolekylen polära kovalenta bindningar men i koldioxidmolekylen ﬁnns inga fria valenselektroner runt den centrala atomen. Koldioxidmolekylen är därför linjär (rak) och får alltså en symmetrisk form. Därför hamnar centrum för de posiCva och negaCva laddningarna på samma plats. -‐ + De fria elektronerna på syreatomen repellerar + bindningselektronerna. -‐ -‐+ Sammanfattning
ü  Dipoler: Molekyler som har en posiCv sida och en negaCv sida. ü  Dipol-‐dipolbindning: Dipoler som binder Cll varandra genom aI den posiCva sidan av den ena dipolen vänds mot den negaCva sidan av den andra dipolen etc. ü  Dipoler kallas också för ”polära ämnen”. ü  Regler för aI en molekyl ska vara en dipol: §  Minst 1 polär kovalent bindning i molekylen. §  Osymmetrisk form om molekylen innehåller mer än 2 atomer. ü  Exempel på dipoler: H2O, HCl, HF, CHCl3. Se gärna ﬂer ﬁlmer av Niklas Dahrén: hIp://www.youtube.com/Kemilek8oner hIp://www.youtube.com/Medicinlek8oner